智能家居中的网络通信资料讲解

智能家居 ,是一个基于网络的智能控制系统.它通过家庭网络连接使各种设备（如音频和视频

设备、照明、窗帘控制、空调控制、安全系统、数字影院系统、网络家电以及三表复制,等等）。与普通家居相比 ,智能家居不仅能提供一个安全、舒适、高品位的家庭生活和愉快的空间 ;还能提供用户与家居全方位的信息交互功能与外部沟通,便捷人们的生活方式 ,帮助人们

有效安排时间 ,增强家庭生活的安全性 ,甚至降低能源成本。

随着信息技术的进步，各种家电设备能通过网络互联已经成为现实。强大的网络通信功能是智能家居系统中不可或缺的部分。目前，智能家庭网络已逐渐向分布式发展。

分布式网络结构能够实现各个节点之间的信息共享，并且节点之间地位平等，可以任意通信。某一个节点出现了问题，不会影响整个系统的运行。智能家庭网络不能只局限于将家中的各种电气设备联系起来，还应该能和 Internet 互联、通信。具有通过 Internet 进行远程访问、控制和监控功能的家庭网络才能使人们真正的享受到“无处不在的网络”所带来的惊喜和魅力。

智能家居网络通信系统使用现状国际上对于智能家居网络通信系统的主要分为有线和无线两类。有线传输方式的优点在与其可靠性好、协议设计方便、低功耗，又因为带宽想对较大，压缩比可以降低，它包括电力线载波的 X210 和 CEBUS ,电话线方式的 HomePNA ,以太网方式的 IEEE 802. 3 以及专用总线方式的 LonWorks ,RS 485 , IEEE 1394 等 ;无线传输机制相对于有线传输机制更易于部署与拓展，包括红外方式的IrDA ,无线局域网方式的IEEE 802.11系列，蓝牙,ZigBee等［5 ］。这

里主要介绍 X-10 ， onWorks ， BIuetooth 和 ZigBee 。

X-10:

X-10 是智能家居通信系统中，历史最长且使用最简单的一种。它于1978年诞生于美国，至

今仍是美国家庭自动化的主导系统。 X-lO 协议是一种国际通用的智能家居电力载波协议，它以电力线为转输介质实现对用电设备进行智能远程控制。X-lO 智能家居系统是指基于

x-lO 协议，由发射器发出 x-10 控制信号，通过现有电力线网转输 X 一 1 0信号到接收器，然后由接收器再对各灯具、用电器等用电设备进行控制的系统。

X-lO 系统以电力线为传输介质。系统由三部分组成，即发射器，接收器，系统保障设备三部分。发射器通过电力线发射控制信号给接收器，由接收器对被控器件进行远程控制。系统保障设备主要是由于电力线干扰问题，故而用来检测和解决电子线噪音问题的一些设备，主要目的是保障x 一 10信号在电力线上转输的稳定与有效强度，从而保障X-IO系统运作正常。

到目前为止美国的 X-10 用户已经达到 1000万以上， X-10 控制规格已成为当今美国家庭自动化控制规格的主要领导者。其产品已超过 5000多种，不论是基本的灯光控制、保全系统、家庭剧院、温度或动作感测与电脑相关界面与控制等等的产品皆已具备。目前应用XIO 技术的产品在我国还不多，国内的x—lO 技术剐刚起步。

作为最老资格的家居通信网络系统，X-IO 的优缺点明显，它的优点是：物理线路和协议实现简单，。安装方便，不必再穿墙打孔，更有利于改交结构空问。用户可自己动手安装，价格也比较低廉。

而作为与 Internet 互联的家庭网络， X-IO 的缺点也非常明显：反应速度慢；抗干扰能力较差；控制方向单一，电器问缺少互操作性， x_10 具有的单一方向的控制性，即只能由发射器发送控制数据到接收器，这也是它的一大缺陷； X 一 10 的局限性还在于， X-IO 系统在兴起时是以家庭内网作为

考虑的中心，并未想到与 Internet 之间的互联，故而在目前与外部网络连接时， X-10 系统必须通过昂贵复杂的协议转换器接入外网。

在目前网络化大潮形势下，使用 X 一 10 作为与互联网相连的智能家居网络系统，对它的配置安装

及维护将会非常繁琐。

onWorks

LonWorks 协议是美国 Echelon 公司开发并与 Motorola 和东芝公司共同倡导的现场总线技术嘲。LonWorks 性质上是点对点双向通信的单层分布式控制网络。它追求网络的全面控制，包含了传感器总线、设备总线和现场总线三层意义。

LonWorks 网络的基本单元是节点，网络节点也是监控模块，利用一根总线可将系统所有的监控模块连接起来，每个监控模块是由神经元芯片、电源、一个通过媒介通信收发器和被监控设备接口的I/o 电路组成。LonWorks支持多种物理介质，适用于双绞线、电力线、光缆、射频、红外线等，并可在同一网络中混合使用。 LonWorks 协议支持多种拓扑结构，可以选用任意形式的网络拓扑结构，组网方式灵活。

目前国内外对 LonWorks 智能家居通信系统研究较多，各种基于 LonWorks 的产品也已经推出。世界上有2万多家0EM 厂商生产LonWorks 相关产品，其中种类已达6000 多种。自1996 年以来，LonWorks 也开始在国内获得大量的应用。在建设部的支持下，国内一些研究所和企业开始陆续开发出基于LonWorks 的楼宇自动化控制系统，并在一些新建智能大厦和建设部智能化小区试点工程中得到应用。

LonWorks 作为一种开放式的交互网络，其优点有：协议的标准化。由于LonTalk 协议的绝

大部分是固化在芯片内部的，所以用户不必担心它的一致性。良好的实时性。在LonTalk 协议中网络流量的预测和避免拥塞的方法，使得在最坏情况下的响应时间得到了控制。设计的模式化。LonTalk 协议的高层—应用层协议的数据称为网络变量。它可以是任何单个的数据项，也可以是结构数据。应用程序的设计者只需使用关键字“NETWORK ”来定义这些变量，那么在网络中的任何节点都可与之相联系。节点的独立性。LonWorks 技术为对等式通讯网

络，各节点地位均等，无主节点。

作为与 Internet 互联的家庭网络， LonWorks 也有其自身的缺点：单一芯片的限制。 LonWorks 使用 Neuron 芯片， Neuron 的容量以及由 Neuron 芯片限制的存储结构和 LonWorks 的设计所带来的性能缺陷限制了 LonWorks 应用逻辑段的规模和范围，也限制了逻辑段之间的互动操作甚至数据传输速度。另外，LonWorks 在与Internet 互联时需要进行协议的转换，必然要加入专门针对于LonWorks 设计的协议转换设备，这样势必会增加复杂性和安装费用。

LonWorks 作为一种先进的智能家居通信系统在目前得到了广泛的应用，突出的优点使得它成为目前各种智能家居网络系统中一种较好的选择。但是，如果说要将智能家庭网络接入整个In ternet，使得智能家居网络系统与In ternet做到无缝连接，则 LonWorks通信系统不确定的开放性、传输速率的不足以及 LonWorks 网络与 Internet 互联时必须要增加的协议转换设备，成为它进入网络互联时代智能家居系统的主要障碍。

无线：

BIuetooth ：蓝牙技术（Bluetooth）是由蓝牙特别规范组 SIG（Special Interest Group）联合